Le sfere di saldatura con nucleo in rame (CCSB) hanno una struttura composita a tre-strati: uno strato interno di sfere di rame ad alta-purezza (0,03–0,5 mm di diametro), uno strato intermedio di nichelatura da 2–3 μm (opzionale) e uno strato esterno di placcatura di saldatura da 3–30 μm (come SAC305), che fornisce sia supporto strutturale che saldabilità.
Le sfere saldanti con nucleo in rame (CCSB) sono materiali di interconnessione ad alte-prestazioni progettati specificatamente per imballaggi 3D ad alta-densità. La loro struttura unica risolve i problemi di collasso e cortocircuiti che si verificano con le tradizionali sfere di saldatura durante ripetuti riflussi.
Sfera con nucleo in rame: fornisce supporto meccanico e stabilità termica
Realizzato in rame elettrolitico di elevata-purezza, il suo diametro è generalmente compreso tra 0,03 e 0,5 mm e costituisce la struttura rigida dell'intera struttura.
Il rame ha un punto di fusione fino a 1083 gradi, superando di gran lunga la temperatura di saldatura a riflusso (circa 250 gradi), rimanendo così solido durante molteplici cicli termici. Ciò mantiene efficacemente lo spazio fisico tra gli stack di chip, prevenendo la compressione e la deformazione del PKG (corpo del pacchetto).
Strato di placcatura in nichel: inibisce la diffusione intermetallica (strato funzionale opzionale)
Tipicamente spesso 2–3 μm, viene depositato sulla superficie della sfera di rame mediante galvanica o placcatura chimica.
La sua funzione principale è prevenire l'interdiffusione tra il rame e la lega di saldatura esterna (come lo stagno) ad alte temperature, evitando la formazione di composti intermetallici fragili (IMC) e migliorando l'affidabilità a lungo termine- dei giunti di saldatura.
Questo strato è un progetto opzionale e la sua aggiunta dipende dal materiale del substrato (come OSP, ENIG) e dai requisiti del processo.
